(57)【要約】  チタン合金の電子ビームまたはプラズマアーク付加製造に使用するためのワイヤが開示される。ワイヤは、第１の材料を含む第１の部分、および第２の材料を含む第２の部分を有する。第１および第２の材料の組み合わせは、適切な組成のチタン合金製品をもたらす。【選択図】図１ｂ
2019523342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤであって、
第１の材料を含む外管部であって、第１の材料は少なくともアルミニウムを含む、外管部と、
前記外管部内に含有されている粒子体積であって、前記粒子体積は第２の材料であり、前記第２の材料は前記第１の材料とは異なり、少なくともチタンを含む、粒子体積とを含み、
前記第１の材料および第２の材料の組成物は、前記ワイヤが付加製造で使用される場合、チタン合金製品を製造するのに十分である、ワイヤ。
【請求項２】
電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤであって、
（ａ）第１の細長い外管と、
（ｉ）前記第１の細長い外管が、第１の材料または第２の材料を含み、
（ｂ）前記第１の細長い外管内に配置された第２の細長い内管と、を含み、
（ｉ）前記第２の細長い内管は、前記第１の細長い外管に対して前記第１の材料および前記第２の材料の他方を含み、
前記第１の材料は少なくともアルミニウムを含み、
前記第２の材料は前記第１の材料と異なり、少なくともチタンを含み、
前記第１の材料および第２の材料の組成物は、前記ワイヤが付加製造で使用される場合、チタン合金製品を製造するのに十分である、ワイヤ。
【請求項３】
電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤであって、
（ａ）第１の繊維と、
（ｉ）前記第１の繊維は第１の材料を含み、前記第１の材料は少なくともアルミニウムを含み、
（ｂ）前記第１の繊維と絡み合う第２の繊維とを含み、
（ｉ）前記第２の繊維は第２の材料を含み、
（ｉｉ）前記第２の材料は前記第１の材料と異なり、少なくともチタンを含み、
前記第１の材料および第２の材料の組成物は、前記ワイヤが付加製造で使用される場合、チタン合金製品を製造するのに十分である、ワイヤ。
【請求項４】
チタン合金製品を作成する方法であって、
（ａ）請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤを、形成するチタン合金本体の液相線点超に加熱し、それにより溶融池を形成するのに放射線源を用いることと、
（ｂ）前記溶融池を少なくとも毎秒１０００℃の冷却速度で冷却することと、
（ｃ）工程（ａ）〜（ｂ）を前記チタン合金製品が完成するまで繰り返すことと、を含む、方法。
【請求項５】
前記第２の材料がアルミニウム含有チタン合金を含む、請求項５に記載のワイヤ。
【請求項６】
前記第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択されるチタン合金である、請求項６に記載のワイヤ。
【請求項７】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金である、請求項４〜６のいずれかに記載のワイヤ。
【請求項８】
前記第１の材料が、前記チタン合金製品の前記目標組成物を達成するのに十分な量の前記アルミニウムおよび任意の二次的元素を含む、請求項４〜６のいずれかに記載のワイヤ。
【請求項９】
前記二次的元素は、バナジウム（Ｖ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびそれらの組合せの群から選択される、請求項８に記載のワイヤ。
【請求項１０】
前記第１の材料は本質的にチタンを含まない、請求項１〜９のいずれかに記載のワイヤ。
【請求項１１】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金であり、前記第２の材料がＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである、請求項１〜４のいずれかに記載のワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖは、最も広く使用されているチタン合金のひとつである。Ｔｉ−６Ａ−４Ｖは、６重量％のＡｌおよび４重量％のＶを含有する、アルファ−ベータタイプのチタン合金である。Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖは、その強度、靭性および腐食耐性の良好な組み合わせで知られる。
【発明の概要】
【０００２】
広くは、本開示は、電子ビームおよび／またはプラズマアーク放射線源を使用した付加製造技術などのチタン合金の付加製造のための新規な多材ワイヤに関する。
【０００３】
１つのアプローチでは、電子ビームまたはプラズマアーク付加製造に使用するためのワイヤが提供される。このアプローチでは、ワイヤは、外管部および外管部内に含有される粒子体積を含み得る。外管部は、第１の材料または第２の材料を含み、粒子体積は一般に、外管部に対して第１の材料および第２の材料の他方を含む。一実施形態では、第２の材料は少なくともチタンを含む。一実施形態では、第２の材料はアルミニウム含有チタン合金を含む。一実施形態では、第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択されるチタン合金である。一実施形態では、第１の材料はチタンと合金化するために、アルミニウム、スズ、モリブデン、ニオブ、バナジウム、ジルコニウム、クロム、および鉄などのうちの１つ以上の元素を含む。一実施形態では、第１の材料は、アルミニウム、スズ、モリブデン、ニオブ、バナジウム、ジルコニウム、クロム、鉄およりそれらの組み合わせからなる群から選択される。一実施形態では、第１の材料はアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む。一実施形態では、第１の材料はアルミニウム元素または１ｘｘｘ合金を含む。一実施形態では、第１の材料は本質的にチタンを含まない。第１の材料および第２の材料を組み合わせた組成物は、ワイヤが付加製造に使用される場合、一般にチタン合金製品を製造するのに十分である。例えば、ワイヤは第１の材料および第２の材料の十分な量を含み、最終チタン合金製品の目標組成物を達成してもよい。一実施形態では、第１の材料は１ｘｘｘアルミニウム合金であり、第２の材料はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである。
【０００４】
別のアプローチでは、電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤが提供され、ワイヤは第１の細長い外管、および第１の細長い外管内に配置される第２の細長い内管を含む。第１の細長い外管は一般に、第１の材料または第２の材料を含み、第２の細長い内管は一般に、第１の細長い外管に対して第１の材料および第２の材料の他方を含む。一実施形態では、第２の材料は少なくともチタンを含む。一実施形態では、第２の材料はアルミニウム含有チタン合金を含む。一実施形態では、第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択されるチタン合金である。一実施形態では、第１の材料はチタンと合金化するために、アルミニウム、スズ、モリブデン、ニオブ、バナジウム、ジルコニウム、クロム、および鉄などのうちの１つ以上の元素を含む。一実施形態では、第１の材料は、アルミニウム、スズ、モリブデン、ニオブ、バナジウム、ジルコニウム、クロム、鉄およりそれらの組み合わせからなる群から選択される。一実施形態では、第１の材料はアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む。一実施形態では、第１の材料はアルミニウム元素または１ｘｘｘ合金を含む。一実施形態では、第１の材料は本質的にチタンを含まない。第１の材料および第２の材料を組み合わせた組成物は、ワイヤが付加製造に使用される場合、一般にチタン合金製品を製造するのに十分である。例えば、ワイヤは第１の材料および第２の材料の十分な量を含み、最終チタン合金製品の目標組成物を達成してもよい。一実施形態では、第１の材料は１ｘｘｘアルミニウム合金であり、第２の材料はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである。
【０００５】
別のアプローチでは、電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤが提供され、ワイヤは第１の繊維、および第１の繊維に絡み合う第２の繊維を含む。第１の繊維は一般に、第１の材料を含み、第２の繊維は一般に、第１の材料とは異なる第２の材料を含む。一実施形態では、第２の材料は少なくともチタンを含む。一実施形態では、第２の材料はアルミニウム含有チタン合金を含む。一実施形態では、第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択されるチタン合金である。一実施形態では、第１の材料はチタンと合金化するために、アルミニウム、スズ、モリブデン、ニオブ、バナジウム、ジルコニウム、クロム、および鉄などのうちの１つ以上の元素を含む。一実施形態では、第１の材料は、アルミニウム、スズ、モリブデン、ニオブ、バナジウム、ジルコニウム、クロム、鉄およりそれらの組み合わせからなる群から選択される。一実施形態では、第１の材料はアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む。一実施形態では、第１の材料はアルミニウム元素または１ｘｘｘ合金を含む。一実施形態では、第１の材料は本質的にチタンを含まない。第１の材料および第２の材料を組み合わせた組成物は、ワイヤが付加製造に使用される場合、一般にチタン合金製品を製造するのに十分である。例えば、ワイヤは第１の材料および第２の材料の十分な量を含み、最終的チタン合金製品の目標組成物を達成してもよい。一実施形態では、第１の材料は１ｘｘｘアルミニウム合金であり、第２の材料はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである。
【０００６】
上記のワイヤを用いた方法も開示される。一実施形態では、方法は、放射線源を用いて上記のワイヤのいずれかを、形成するチタン合金本体の液相線点超に加熱することと、それにより溶融池を形成することと、少なくとも毎秒１０００℃の冷却速度で溶融池を冷却することと、を含む。これらのステップは、最終チタン合金製品が完成するまで、必要に応じて（例えば付加製造中に）繰り返してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１ａ】図１ａは、電子ビーム付加製造を用いてチタン合金本体を製造する一実施形態の概略図である。
【０００８】
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａの電子ビーム実施形態に有用なワイヤの実施形態を示し、ワイヤは細長い外管部、および細長い外管部内に含有される粒子体積を有する。
【０００９】
【図１ｃ】図１ｃ〜１ｆは、図１ａの電子ビーム実施形態に有用なワイヤの実施形態を示し、ワイヤは細長い外管部、および少なくとも１つの第２の細長い内管部を有する。図１ｃは、ワイヤの概略側面図である。
【図１ｄ】図１ｃ〜１ｆは、図１ａの電子ビーム実施形態に有用なワイヤの実施形態を示し、ワイヤは細長い外管部、および少なくとも１つの第２の細長い内管部を有する。図１ｄは、図１ｃのワイヤの概略上面図である。
【図１ｅ】図１ｃ〜１ｆは、図１ａの電子ビーム実施形態に有用なワイヤの実施形態を示し、ワイヤは細長い外管部、および少なくとも１つの第２の細長い内管部を有する。図１ｅは、ワイヤの概略側面図である。
【図１ｆ】図１ｃ〜１ｆは、図１ａの電子ビーム実施形態に有用なワイヤの実施形態を示し、ワイヤは細長い外管部、および少なくとも１つの第２の細長い内管部を有する。図１ｆは、図１ｅのワイヤの概略上面図である。
【００１０】
【図１ｇ】図１ｇは、図１ａの電子ビーム実施形態に有用なワイヤの一実施形態を示し、ワイヤは少なくとも第１および第２の絡み合う繊維を有し、第１および第２の繊維は異なる組成である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで図１ａ〜１ｂを参照すると、多材ワイヤの一実施形態が示される。示された実施形態では、多材ワイヤ（２５）は、細長い外管部、および細長い外管部内に含有された粒子体積を有する、パウダーコアワイヤ（２００）である。細長い外管部は一般に、第１の材料または第２の材料を含み、粒子体積は一般に、第１の材料または第２の材料の他方を含み、第２の材料は第１の材料とは異なる。例えば、細長い外管部が第１の材料を含む場合、粒子体積は第２の材料を含む。一方、細長い外管部が第２の材料を含む場合、粒子体積は第１の材料を含む。いずれの場合においても、ワイヤが付加製造に使用される場合、第１の材料および第２の材料の組成物は一般に、チタン合金製品を製造するのに十分である。例えば、アルミニウム含有チタン合金のように、第１の材料は、アルミニウムを含んでもよく、第２の材料はチタンを含んでもよい。付加製造中、ワイヤ（２５）は、ワイヤ供給銃（５０）のワイヤ供給部分（５５）から構築基材にむけて供給される。電子ビーム（７５）または他の好適な放射線源は、ワイヤ（２５）を、形成するチタン合金本体の液相線点超に加熱し、それにより溶融池を形成し、その後溶融池の急速固化（例えば、毎秒１０００℃以下）により、堆積チタン合金材料（１００）を形成する。これらの工程は、最終チタン合金本体が製造されるまで、必要であれば繰り返してもよい。このような付加製造プロセス中、高温は、溶融池内のアルミニウムの高分圧により、いくらかのアルミニウムを揮発させることにつながり得る。しかし、細長い外管部により供給される追加のアルミニウムが、揮発したアルミニウムを少なくとも部分的に補充／置換し、これにより堆積チタン合金材料（１００）のための目標組成物の達成を容易にする。
【００１２】
上記のとおり、ワイヤが付加製造に使用される場合、ワイヤはチタン合金製品を製造するのに十分な量の第２の材料を含み、第２の材料は一般にチタンを含む。１つのアプローチでは、第２の材料はチタン合金である。一実施形態では、第２の材料はアルミニウム含有チタン合金である。一実施形態では、第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択される。一実施形態では、第２の材料はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである。
【００１３】
上記のとおり、ワイヤが付加製造に使用される場合、ワイヤはチタン合金製品を製造するのに十分な量の第１の材料を含み、第１の材料は一般にアルミニウムを含む。一実施形態では、第１の材料は本質的にチタンを含まない。一実施形態では、アルミニウム協会が定義する通り、第１の材料は１ｘｘｘアルミニウム合金であり、すなわち材料は少なくとも９９．０重量％のＡｌを含む。別の実施形態では、第１の材料は、少なくとも１つの二次的元素を含んで、付加製造終了時に、目標チタン合金組成物の達成を容易にする。一実施形態では、少なくとも１つの二次的元素が、バナジウム（Ｖ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびそれらの組み合わせの群から選択され、第１の材料は十分な量のアルミニウムおよび少なくとも１つの二次的元素を含んで、付加製造終了時に、目標チタン合金組成物の達成を容易にする。
【００１４】
本明細書で使用する場合、「付加製造」とは、ＡＳＴＭ  Ｆ２７９２−１２ａ、タイトル「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｌｙ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」において規定されているように、「除去製造法とは反対である、材料を接合して３Ｄモデルデータから（通常は積層して）物体を作製するプロセス」を意味し、これをワイヤの使用に適用する。一実施形態では、付加製造プロセスは、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）を使用する。一実施形態では、付加製造プロセスで、ＥＯＳ  ＧｍｂＨ（Ｒｏｂｅｒｔ−Ｓｔｉｒｌｉｎｇ−Ｒｉｎｇ  １、８２１５２  Ｋｒａｉｌｌｉｎｇ／Ｍｕｎｉｃｈ、ドイツ）から入手可能なＥＯＳＩＮＴ  Ｍ  ２８０直接金属レーザー焼結（ＤＭＬＳ）付加製造システムまたは同等のシステムを使用する。
【００１５】
付加製造プロセスで使用されるワイヤ（２５）は、適切な体積の第１の材料および第２の材料を含み、付加製造終了時に、目標チタン合金組成物を達成する。これに関して、細長い外管の厚さおよび／または粒子の体積は適合され得る。
【００１６】
別の実施形態では、そしてここで図１ｃ〜１ｄを参照すると、ワイヤ（２５ａ）は、第１の細長い外管部（６００）および少なくとも第２の細長い内管部（６１０）を有する多管ワイヤである。第１部（６００）は、第１の材料または第２の材料を含み、第２部（６１０）は、第１の材料または第２の材料の他方を含む。ワイヤ（２５ａ）は、示すように中空コア（６２０）を含んでもよく、またはソリッドコアを含んでもよく、または図１ａ〜１ｂに対して上記のように、コア内に粒子体積を含んでもよい。いずれの場合においても、第１の材料、第２の材料およびコアの任意の材料の集合的組成物は、堆積後、堆積チタン合金材料（１００）のための目標組成物が達成されるようなものである。第１の材料および第２の材料は、図１ａ〜１ｂに対して、上記の第１および第２の材料のいずれかであり得る。さらに、図１ｅ〜１ｆに示すように、ワイヤ（２５ｂ）は、複数の細長い管（例えば、菅６００〜６１０および６３０〜６５０）を任意の数含んでもよく、適切な組成および厚さはそれぞれチタン合金製品のための適切な最終組成物をもたらす。図１ｃ〜１ｄに対して上記のように、コア（６２０）は中空コア（６２０）であってもよく、示すようにソリッドコアを含んでもよく、または図１ａ〜１ｂに対して上記のように、コア内に粒子体積を含んでもよい。
【００１７】
別の実施形態では、そしてここで図１ｇを参照すると、ワイヤ（２５ｃ）は、第１の繊維（７００）、および第１のワイヤ（１００）と絡み合う少なくとも第２の繊維（７１０）を有する、多繊維ワイヤである。第１の繊維（７００）は、第１の材料を含み、第２の部分（７１０）は、第２の材料を含む。第１の材料および第２の材料の集合的組成物は、堆積後、堆積チタン合金材料（１００）のための目標組成物が達成されるようなものである。
【００１８】
別の実施形態では、例示していないが、電子ビーム（ＥＢ）またはプラズマアーク付加製造装置は、複数の異なるワイヤを、対応する複数の異なる放射線源と共に任意に使用してもよく、ワイヤおよび放射線源の各々は、堆積チタン合金材料（１００）のための目標組成物をもたらすように、必要に応じて供給し作動させる。
【００１９】
本明細書に記載されている新しい技術の様々な実施形態を詳細に記載したが、これらの実施形態の変更および改変が当業者に行われることになることは明らかである。しかしながら、このような変更および改変が本開示の技術の趣旨および範囲内であることは明白に理解されるべきである。
【図１ａ】
2019523342.tif 000003
【図１ｂ】
2019523342.tif 000004
【図１ｃ】
2019523342.tif 000005
【図１ｄ】
2019523342.tif 000006
【図１ｅ】
2019523342.tif 000007
【図１ｆ】
2019523342.tif 000008
【図１ｇ】
2019523342.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月17日(2019.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤであって、
第１の材料を含む外管部であって、第１の材料は少なくともアルミニウムを含む、外管部と、
前記外管部内に含有されている、ある体積の粒子であって、前記粒子は第２の材料であり、前記第２の材料は前記第１の材料とは異なり、少なくともチタンを含む、粒子とを含み、
前記第１の材料および第２の材料の組成物は、前記ワイヤが付加製造で使用される場合、チタン合金製品を製造するのに十分である、ワイヤ。
【請求項２】
前記第２の材料がアルミニウム含有チタン合金を含む、請求項１のワイヤ。
【請求項３】
前記第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択されるチタン合金である、請求項２に記載のワイヤ。
【請求項４】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金である、請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤ。
【請求項５】
前記第１の材料が、前記チタン合金製品の目標組成物を達成するのに十分な量の前記アルミニウムおよび任意の二次的元素を含む、請求項４に記載のワイヤ。
【請求項６】
前記二次的元素は、バナジウム（Ｖ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびそれらの組合せの群から選択される、請求項５に記載のワイヤ。
【請求項７】
前記第１の材料は本質的にチタンを含まない、請求項１に記載のワイヤ。
【請求項８】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金であり、前記第２の材料がＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである、請求項１に記載のワイヤ。 
【請求項９】
電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤであって、
（ａ）第１の細長い外管と、
（ｉ）前記第１の細長い外管が、第１の材料または第２の材料を含み、
（ｂ）前記第１の細長い外管内に配置された第２の細長い内管と、を含み、
（ｉ）前記第２の細長い内管は、前記第１の細長い外管に対して前記第１の材料および前記第２の材料の他方を含み、
前記第１の材料は少なくともアルミニウムを含み、
前記第２の材料は前記第１の材料と異なり、少なくともチタンを含み、
前記第１の材料および前記第２の材料の組成物は、前記ワイヤが付加製造で使用される場合、チタン合金製品を製造するのに十分である、ワイヤ。
【請求項１０】
前記第２の材料がアルミニウム含有チタン合金を含む、請求項９に記載のワイヤ。
【請求項１１】
前記第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択されるチタン合金である、請求項１０に記載のワイヤ。
【請求項１２】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金である、請求項９〜１１のいずれかに記載のワイヤ。
【請求項１３】
前記第１の材料が、前記チタン合金製品の目標組成物を達成するのに十分な量の前記アルミニウムおよび任意の二次的元素を含む、請求項１２に記載のワイヤ。
【請求項１４】
前記二次的元素は、バナジウム（Ｖ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびそれらの組合せの群から選択される、請求項１３に記載のワイヤ。
【請求項１５】
前記第１の材料は本質的にチタンを含まない、請求項９に記載のワイヤ。
【請求項１６】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金であり、前記第２の材料がＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである、請求項９に記載のワイヤ。 
【請求項１７】
電子ビームまたはプラズマアーク付加製造で使用するためのワイヤであって、
（ａ）第１の繊維と、
（ｉ）前記第１の繊維は第１の材料を含み、前記第１の材料は少なくともアルミニウムを含み、
（ｂ）前記第１の繊維と絡み合う第２の繊維とを含み、
（ｉ）前記第２の繊維は第２の材料を含み、
（ｉｉ）前記第２の材料は前記第１の材料と異なり、少なくともチタンを含み、
前記第１の材料および前記第２の材料の組成物は、前記ワイヤが付加製造で使用される場合、チタン合金製品を製造するのに十分である、ワイヤ。
【請求項１８】
前記第２の材料がアルミニウム含有チタン合金を含む、請求項１７に記載のワイヤ。
【請求項１９】
前記第２の材料は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−７Ａｌ−４Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏ−２Ｃｒ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ−０．８Ｍｏ、Ｔｉ−２．２５Ａｌ−１１Ｓｎ−５Ｚｒ−１Ｍｏ、およびＴｉ−５Ａｌ−５Ｓｎ−２Ｚｒ−２Ｍｏからなる群から選択されるチタン合金である、請求項１８に記載のワイヤ。
【請求項２０】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金である、請求項１７〜１９のいずれかに記載のワイヤ。
【請求項２１】
前記第１の材料が、前記チタン合金製品の目標組成物を達成するのに十分な量の前記アルミニウムおよび任意の二次的元素を含む、請求項２０に記載のワイヤ。
【請求項２２】
前記二次的元素は、バナジウム（Ｖ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびそれらの組合せの群から選択される、請求項２１に記載のワイヤ。
【請求項２３】
前記第１の材料は本質的にチタンを含まない、請求項１７に記載のワイヤ。
【請求項２４】
前記第１の材料が１ｘｘｘアルミニウム合金であり、前記第２の材料がＴｉ−６Ａｌ−４Ｖである、請求項１７に記載のワイヤ。 
【請求項２５】
チタン合金製品を作成する方法であって、
（ａ）ワイヤを、形成するチタン合金本体の液相線点超に加熱し、それにより溶融池を形成するのに放射線源を用いることであって、
（ｉ）前記ワイヤが、第１の材料を含む第１の部分と、第２の材料を含む第２の部分とを含み、
（ｉｉ）前記第１の材料はアルミニウムを含み、
（ｉｉｉ）前記第２の材料は前記第１の材料と異なり、少なくともチタンを含む、放射線源を用いることと、
（ｂ）前記溶融池を少なくとも毎秒１０００℃の冷却速度で冷却することと、
（ｃ）工程（ａ）〜（ｂ）を前記チタン合金製品が完成するまで繰り返すことと、を含む、方法。
【国際調査報告】
2019523342.tif 000010
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